Page1

 3
PHN I: GII THIU V FSO 3
ng 1: Tng quan v FSO 4
1.1 Khái nim v FSO 4
1.2 Lch s phát trin 4
 m ca FSO 7
m 7
m 9
1.4 Các Kin Trúc Mc Dùng Trong FSO Mt 11
1.4.1 Kin Trúc Mi 11
1.4.2 Kiến Trúc Mạng Điểm – Đa Điểm 12
1.4.3 Kiến Trúc Mạng Nhiều Tuyến Điểm – Điểm. 12
1.4.4 Kin Trúc Mng Vòng 13
ng Ly Nghiên Cu FSO 13
1.6 Mô Hình Mt H Thng FSO 14
1.6.1 Máy Phát 15
1.6.2 Kênh Truyn 17
1.6.3 Máy Thu 21
1.6.3.1 Thành Phn Ca Máy Thu 21
1.6.3.2 Phân Loi Máy Thu 21
u Ch Trong FSO 22
2.1 Mô Hình Kênh Truyn 22
2.1.1 Gii Thiu V Hn Lon Không Khí 22
2.1.2 Kênh Truyn Hn Lon Không Khí 24
2.1.3 Mô hình log-normal 26
2.1.3.1 S Gn Kng Hn Lon Yu 29
2.1.3.2 Hn ch ca mô hình log-normal 30
-QAM 30


Page3

Truyn thông quang không dây (FSO) là mt công ngh rt ha hn  
nhc s quan tâm ca các nhà nghiên cng ca h th
ng c trin khai li ch
bng mt phn nh so v thng FSO có th nhanh chc
trin khai s dng và tái s dng.
Tuy nhiên, hu nghiên cu ti Vit Nam v công ngh truyn thông
c bing chung ca th gin sang
nghiên cn các h thng FSO s du ch phc tu ch v trí xung và
u ch  sóng mang. Nm bc xu th n tình hình
nghiên cu hin ti ca Vit Nam rt cn nhng công trình mi nghiên cu chuyên sâu
v công ngh y ha hnh ch u ng
lng b không gian trong h thng thông tin quang không dây s du
ch  c
ng d
t sc cn thn tuy
nhiên do thi gian có hn nên chc chn không tránh khi nhiu thic bit là
v tài mi m y thì h có tài liu ting vi tham kho.
Rt mong nhc s a thy và các bc hoàn
thi
PHN I: GII THIU V FSO
 trên, phn này s trình bày nhng khái nin nht v công


Page5
truyng t t nn móng lu tiên là bi thí
nghim Photophone thc hin b        
nghim cu ch bc x ca mt tri vi tín hiu âm thanh và truyn
ng cách khong 200 m. Máy nhc làm t mt chii
mt t t tm. Tuy nhiê, thí nghim cho kt qu không thc s tt
do thit b s dng thô s n t nhiên ca bc x mt tri.

Fig. 1. 2: Thí nghiệm photophone của Alexander Graham Bell

. Cuc trò chuyn thou tiên trên th gii x
c hin
cuc hi thou ch 
hp ca n t). Trong k nguyên xa xôi, khi các tin ích vn t cung
cn và laser thng trong khoa hc ving, không có
ng dng thc t cho sáng ch ca hi hn bi s sn có ca c
ánh sáng mt tri và thi tit t nhiu quá ln,cng vi s ph thuc

Page6
quá cht ch vào thi ti c s chic s quan tâm
c ca cng khoa hc lúc by gi.
Ct mc quan tru s phát trin c tìm ra các
ngun quang, mà quan trng nht là laser vào nht các nghiên
cu v c thc hin t nhn nh 
truyn ph ca tín hiu truyn hình qua khong cách 48 km s sng diode phát quang
c thc thi bi cách nhà khoa hc ca hc vi
1963, tín hiu ch vi laser He-n qua 190km gia
2 ngn núi Panamint Ridge và San Gabriel ti M. Truyn dn LASER trong không
c s dng vi mi lc xây dng  Nht bn bi

 t ti 20% ca tn s tín hiêu mang. S dng tín hiu mang
là bc x quang vi khong tn s t 10
12
-10
16
Hz có th g lên ti 2000
Thz. Vì th mà so vi nhng h thng thông tin vô tuym b
ng thông tin lt nhiu bi vì tn s ca tín hiu mang tin là bc x quang ln
t nhiu so vi tn s sóng mang vô tuyn.

Page8
Bán kính tia nh: Bc x quang có bán kính tia cc k h
công sut phát ch phi tp trung trong mt din tích rt là hu này cho phép mt
ng truyn FSO có s    tránh nhiu t ng truyn
FSO khác. S chim dng v không gian rt hng
gc lp vi nhau, vì th nên kh  dng li tn s gn trong
nhing khác nhau. Tuy nhiên, s hp ca bc x i
yêu cu v ng b thu phát rt cao.
Ph tn s dng không cn cp phép: Trong thông tin vô tuyn, các sóng mang có
tn s gn nhau gây nhiu lên nhau chính là v ln nht ca thông tin vô tuy
gim thiu v này, mt các t chc qun lý tài nguyên tn s c thành l qun
lý vic cp phát và s dng tn s ca các cá nhân, t chc. Vì th  c cp phát mt
di t s dng cn phi tn rt nhiu chi phí và thi gian. Hin ti thì các tn s
quang ko phi chu s qun lý này do các tín hiu mng là bc x quang h
gây nhiu lên nhau ngay c ng truyn quang có cùng tn s t cnh nhau.
R trin khai mt h thng thông tin FSO r t nhiu so vi mt
h thng thông tin vô tuyng khi có t d liu
này là do FSO không yêu cu phí cp phát di tn s dng và các thành phn trong
ng truy u. Theo mt nghiên cu ga Canada, giá ca
1 Mbps trên mt tháng ca mt h thng FSO r bng mt na ca h thng vô tuyn

lon ca không khí. Nhng thách thc chính trong vic thit k các h th
sau Page10

Fig. 1. 4: Những thách thức của FSO truyền trong khí quyển
- 
 mù là mt thách thc tp hp t nhng
gic nh  c tính
truyn lan ca ánh sáng hon hoàn toàn s truyn lan ca ánh sáng thông qua
s kt hp ca các hing hp th, tán x và phn xu này có th dn s
suy gim m công sut ca búp sóng phát, gim c ly hong ca tuyn FSO.
- S nhp nháy
S nhp nháy là s bii v không gian c sáng gây ra bi s hn lon
không khí. Gió và s i nhi to ra nhng túi khí có m i nhanh dn
ti s i nhanh ch s chit xu hn lon. Các
ng thi theo thi gian và làm
t l li bit ca các h thc bit là khi có ánh sáng mt tri.
- S trôi búp
S trôi búp xy ra khi lung gió hn lon (gió xoáy) lng kính ca búp
sóng quang gây ra s dch chuyn ch ca búp sóng quang. S trôi búp
 là kt qu ca các hoa chn gây ra s dch chuyi gia
v trí ca laser phát và b thu quang.
- Gi thng phát-ng

Page11
Gi thng gia khi phát và khi thu là rt quan trng nh m bo s
thành công ca vic truyn tín hic s là v phc tp khi s dng búp
sóng hp phân tán góc và tm nhìn (FOV). S dãn nhit ca các phn khung tòa nhà



1.4.2 Kin Trúc Mm  m

 




 
  Fig. 1. 5: Kiến Trúc Mạng Lưới và Mạng Đa Điểm

1.4.3 Kin Trúc Mng Nhiu Tuym  m.

 


Page13


1.4.4 Kin Trúc Mng Vòng

 
  

khá thp so vi t lên ti hàng Gbps mà mng có th cung
c na, công ngh UBW phi gp phi mi v rt l can nhiu ca
tín hiu UWB vi nhng h thng khác có cùng ph tn.
1.6 Mô Hình Mt H Thng FSO
t k mt h thng thông tin nào khác, mt h th
bao gm 3 thành phn: máy phát, kênh truyn dn và máy thu.

Page15

Fig. 1. 7: Một hệ thống FSO tiêu biểu
1.6.1 Máy Phát
Cha máy phát trong h thu ch d liu ngun vào
bc x quang mang tin. Bc x  c truyn ti trên kênh truyn có th là
khí quyn, không gian,  t  u ch c s
dng rng dãi nht là kiu ch  (IM: Intensity modulation). Vi kiu
ch này, d li u ch  ca các bc x quang hu này có
th c bng cách thay u khin ngun quang mt cách trc tip theo d
liu vào cc truyc là thông qua mt khu ch 
i xng Mach- u ch d liu vào bc x quang mang tin. Vic
s dng mt b u ch ngoài cung cp t d liu lu ch
trc tip. Tuy nhiên b u ch ngoài là mt phn t không tuyn tính. Nhc tính
khác ca bc x n s, và trng thái phân c u
ch  mang d liu thông qua b u ch u kính) phía máy
phát có nhim v tp hng các bc x quang v u
kính ) ca máy thu  u cui ca kênh truyn. Bng 1.1) có nêu
mt s loi nguc s dng ph bin trong công ngh FSO.

Page16

Fig. 1. 8: Hình ảnh máy phát (thu) trong thực tế

Laser Fabry-Perot






Công 


~10.000






Không xuyên qua kính




LED



1.6.2 Kênh Truyn
n ca mt h thng FSO là kênh truyn t do có th trong
c, không gian, khí quyn. Mt kênh thông tin quang khác vi kênh nhiu
    hiu truy hin

)
Oxygen (O
2
)
Argon (Ar)
Cac bo níc (CO
2
)

2
O)
Neon (Ne)
Helium (He)
Methane (CH
4
)
Krypton (Kr)
Hydrogen (H
2
)
Nitrous oxide (N
2
O)
Carbon monoxide
(CO)
Ozone (O
3
)
Xenon (Xe)
78.09

T
P
LL
P
   
  
. Eq. 1. 1

Page20

T

và
( , )L

lt là h s suy hao (m
-1
) và h s truyn dn quang trong
khí quyn t c sóng

,
T
P
là công sut phát và
R
P
là công sut t m thu vi
khong cách thu phát L.

Mc m quan trng khác ca kênh truyn trong khí quyn ca h thng FSO

phân cc ca tia bc x s b i. Tuy nhiên vi tia bc x phân cc ngang, s thay
i v trng thái phân cc này có th b qua.
1.6.3 Máy Thu
Máy thu có nhim v nhn d liu truyn dn t máy phát qua kênh truyn.
1.6.3.1 Thành Phn Ca Máy Thu
Máy thu gm nhng thành phn sau:
- Thu kính thu: thu thp và tp trung bc x n máy thu vào b tách
sóng quang. Kh càng ln thì càng tt vì thu kính s có kh p và tp
trung các bc x quang t
- B lc thông di quang: Có nhim v lc và làm gim bt các loi bc x
nhiu nn.
- B tách sóng quang: Có nhim v tách thông tin t bc x quang sang tín
hin.
- Mch x lý sau tách sóng: Có nhiêm v khui tín hiu, lc và x lý tín
hi m bo có th phc hc d lic truy
1.6.3.2 Phân Loi Máy Thu
Các loc chia ra làm hai loi chính:
- Máy thu chuyi trc tip: loi máy thu này chuyi trc tip t ng
 hoc công sut tc thi ca bc x ng lên b tách sóng quang. Chính vì
th u ra ca b tách sóng quang t l vi công sut ca bc x quang. Vic trin
khai máy thu loi này rn và thích hp nht cho nhng h thu ch ng
 quang.

Page22
- Máy thu chuy i tng hp: Loi máy thu này làm vic da trên hin
ng trn ln ca các bc x ng bc x n b tách sóng quang s
c trn ln vi mng bc x c to ra ngay ti b mt ca b tách
sóng quang. Máy thu chuyi tng hp có th chia ra thành hai long
tn và máy thu khác tn. Vng tn, bc x c to ra trên b mt
ca b tách sóng quang có tn s c sóng ging vi tn s c sóng ca bc x

ch có công su ca bc x thu mi là v gây ng ln toàn
b h thng. S hn loc phân loi d ca s
i chit sut không khí. Các mô hình hn lon không khí này là hàm ca khong
cách truyn ca bc x  c phân loi thành các mô hình
u kin hn lon yu, va, mnh và bão hòa.

Fig. 2. 1: Ví dụ trực quan về hỗn loạn không khí
Trong phn này, nhng mô hình miêu t hàm m xác sut ca s ng v
 bc x i vì s cc k phc tp trong vic mô hình hóa
hn lot mô hình nào có th c s dng cho tt c u
kin hn loc lit kê  trên. Chính vì v án này, tác gi
s dng ba mô hình hc s dng và công nhn rng rãi nh
là ba mô hình log-normal, gamma-t
c ng du kin hn lon yu, hn lon mnh, và hn
lon bão hòa.

Page24
2.1.2 Kênh Truyn Hn Lon Không Khí
Hn lon không khí gây nên s ng ngu nhiên v chit sut không khí trên
ng truyn ca bc x quang qua không khí. S i ngu nhiên này ph
thuc vào nhi, áp su cao và t gió. S i v hn lon không khí v
mt th là mili giây. Giá tr này rt ln so vi chu k ca ký
t. Chính vì vy mà kênh hn lon khôc coi là kênh fading chm.
Mi quan h gia nhi và chic th hin b
3 2 6
1 77.6(1 7.52 10 ) 10 ,
e
P
n
T

dT


K
-1
.
Chit sut không khí ph thuc vào v trí và thc ký hiu bi n(r,t). Chit
sut có th ng ca giá tr chit sut trong không gian t gio khi không
có hn lon không không khí n
0
, và thành phng ngu nhiên ph thuc vào hn
lon không khí n
1
(r,t). Chính vì vy, ta có:
11
( , ) ( ).n r t n r vt

Eq. 2. 3
  v(r) là t  ca thành phn gió vuông góc v n truyn ca bc x
quang. Trong hn lon không khí, mt tham s quan trng th hi ng
ca chit su cu trúc khúc xa
2
n
C
. Giá tr ca
2
n
C
thay d cao và
c s dng nh tính toán

 cao tính theo
m. Giá tr ca thông s  cao, vì vy mà vi kênh truyn nm ngang,
thông s i trong sung truyn dn. Giá tr ca thông s
i t 10
-12
m
-2/3
u kin hn lon mnh ti 10
-17
m
-2/3
u kin hn lon
yu. Giá tr trung bình ca thông s
2
n
C

là 10
-15
m
-2/3
.
Mt thông s  th hin s i ca nhi ông s cu trúc nhit
. Thông s c ký hiu
2
T
C
và có liên h vi
2
n



Eq. 2. 6
 sóng không gian.
c tính ngu nhiên và không nh cng hn lon không khí,
r có th biu th c tính cng bc.
 có th c tính thng kê, hay còn gi là hàm
m xác suai, ca mt bc x ng hn lon
không khí, nhng gi  c s dng:
- Khí quyn là mt kênh truyn không tán x i vi các sóng truyn trong nó.
Gi nh này có th c giquá trình hp th sóng hoc bc x
truya khí quyn, nhi so vng nhit cung cp
bi mt trng ca nó ti chit sut ca kênh truyn là
.
- Quá trình phân tán ánh sáng gây ra bi các lung hn lon không khí không
gây ra mc truyng trung